moon_camp

Moon Camp Pioneers Galéria 2020-2021

Az Moon Camp Pioneers-ben minden csapat feladata egy teljes Holdtábor 3D-s megtervezése a Fusion 360 segítségével. Azt is el kell magyarázniuk, hogyan fogják felhasználni a helyi erőforrásokat, hogyan fogják megvédeni az űrhajósokat az űr veszélyeitől, és hogyan fogják leírni a lakó- és munkalétesítményeket.

Csapat: Űrkaptár

Publiczne Liceum Ogólnokształcące Uniwersytetu Łódzkiego im. Sprawiedliwych wśród Narodów Świata  Łódź    Lengyelország 16, 15

Külső nézegető a 3d projekthez

A projekt leírása

Bázisunk egy valódi önfenntartó kolónia alapja a Holdon. Tervezésekor a lehető legnagyobb önellátásra és az egyes elemek funkcionalitására összpontosítottunk, miközben nem feledkeztünk meg a legfontosabbról, vagyis a benne tartózkodó űrhajósok kényelméről. Az olyan kiegészítéseknek, mint a mesterségesen szabályozott nappali és éjszakai ciklus, vagy a növények jelenléte a szobákban, csökkenteniük kell az asztronauták stresszét, és gondoskodniuk kell a mentális egészségükről. A bázist minimum 4 főre tervezték, de ennél nagyobb létszám esetén a négyszemélyes lakómodulokra való felosztás hozzájárulhat a kis közösségek érzésének kialakulásához, ami megkönnyíti a munkát és a feladatok megosztását. A bázis elhelyezkedése és felszereltsége egyaránt lehetővé teszi számos kísérlet elvégzését és a további térbővítés hatékony lebonyolítását.

Hol szeretnéd felépíteni a Holdtáborodat?

Úgy döntöttünk, hogy a Hold déli pólusán, a Shackleton-kráter peremén építjük fel holdbázisunkat. Legjobb tudásunk szerint vízjég és egyéb illékony anyagok vannak benne. A víz esetleges jelenléte megoldaná a megszerzésének problémáját, és nem lenne szükség a Földről való költséges szállítására. Ha a bázisunkat a peremén helyeznénk el, az jelentősen leegyszerűsítené a bázis áramellátásának problémáját is. A kráter peremére szinte folyamatosan érkezik a napenergia, így lehetőség nyílna a napenergia gyakorlatilag folyamatos átalakítására elektromos energiává napelemek segítségével. Ez azt is jelenti, hogy kisebb lesz a hőmérséklet-ingadozás,ami veszélyes lehet a hőtágulásra hajlamos alkatrészekre. A terület topográfiai térképei szerint körülbelül 6-7 fokos lejtéssel rendelkezik, ami a modellünkben is tükröződik.

Hogyan tervezed felépíteni a Holdtábort? Írja le, milyen technikákat és anyagokat használna.

Először egy felderítő rovert telepítenek. Amint megfelelő helyet talált, előkészít egy sík területet, amelyen a műhelyrész, benne a roverrel, a napelemekkel és a 3D nyomtatókkal, le fog szállni. A roverek autonómok lennének, azonban a Föld-Hold kommunikációs késleltetés elég rövid ahhoz, hogy probléma esetén egy ember hatékonyan irányíthassa a rovert. A Műhely kezdetben a működés bázisául szolgál majd, akkumulátorokkal lesz felszerelve, és képes lesz pótalkatrészeket gyártani a robotok számára. A bázis tetejét, falait és a bútorok nagy részét 3D nyomtatással tervezzük elkészíteni, holdi betonból, amelynek fő összetevője a Hold felszínén bőségesen megtalálható holdi regolit. A bázis hatszögletű helyiségekből fog állni, hogy maximalizáljuk az anyagfelhasználás hatékonyságát és megkönnyítsük a könnyű bővítést. A helyiségek belsejét szintetikus gumiréteggel vonnák be, ami lehetővé tenné, hogy légkörrel töltsék meg őket. A belsejében lévő levegő nyomása elegendő lenne egy ~4 méter vastag regolit sugárzási pajzs súlyának elviseléséhez. Annak érdekében, hogy a lakosok által a bázis belsejébe bevihető por mennyisége minimálisra csökkenjen, az űrruhák soha nem lépnének be közvetlenül a bázisba, hanem a legénység a hátoldalon lévő nyílásokon keresztül jutna be. A nyomtatási folyamat befejezése után az egyéb szükséges felszereléseket az érkező űrhajósokkal együtt a Földről is el lehet hozni, és fel lehet telepíteni a holdfelszínen.

A Holdon a környezet nagyon veszélyes az űrhajósok számára. Magyarázzátok el, hogyan fogja őket megvédeni a holdi táborotok.

A Holdon a környezet nagyon veszélyes, ezért az egyik prioritásunk az, hogy biztosítsuk a bázison tartózkodó űrhajósok teljes biztonságát. A Holdon az emberekre váró egyik fő veszélyt a kozmikus sugárzás jelenti, amely akár 200-szor erősebb, mint a Földön. Bizonyított azonban, hogy a nagy kráterek közelében alacsonyabb a sugárzás szintje, így a bázisunk Shackleton-kráterben való elhelyezése részben megoldja ezt a problémát. További védelmet nyújtanak majd a bázis falai is, amelyek körülbelül 4 méter vastagok és holdi talajból készülnek. Ezek a falak védelmet nyújtanak a mikrometeoritok és a Holdon uralkodó rendkívül alacsony hőmérséklet ellen is.

Magyarázza el, hogy a Holdtábor hogyan fogja biztosítani az űrhajósok számára:
Víz
Élelmiszer
Villamosenergia
Air

Az ISS alaphelyzetben 2000 literes víztartállyal rendelkezik egy hatfős legénység számára. Bázisunk azonban a vizet növény-, állat- és mikrobatenyésztésre, valamint vízelektrolízisre is felhasználja majd. Ennek az igénynek a kielégítésére bázisunknak körülbelül 30 000 literes maximális víztároló kapacitása lesz - ez megkönnyíti a bázis további bővítését is. Az űrhajósok némi vizet magukkal visznek, de a víz nagy részét a roverek a közeli Shackleton-kráterben található illékony lelőhelyekről fogják beszerezni. A kilélegzett vizet a légkezelő egység fogja visszanyerni és visszatölteni a vízkészletbe. A vizeletet megszűrik és visszavezetik a tartályokba. Minden biohulladékot újrahasznosítanak, és lehetőség szerint növényi trágyaként, illetve állati vagy mikrobatáplálékként használják fel.

A hidroponikus termesztés kulcsszerepet játszik majd az állomás élelmiszer-ellátásában. A hidrokultúrás kertek LED-eket használnak majd, amelyek kiválasztott fényhullámhosszúságú (azaz főként vörös) fényt bocsátanak ki az energiapazarlás minimalizálása érdekében. A Holdra tartó minden egyes személynek előre meghatározott, egyéni étrendje lesz, amely fedezi a teljes kalóriaszükségletét, valamint a makro- és mikroelemeket. Az ilyen adatok alapján előre meg lehet majd tervezni a termesztett növények arányait. Ezen kívül tervezzük a fehérje beszerzését az úgynevezett "termesztett hús" formájában. Ez a technológia egyre fejlettebbé válik, ezért szeretnénk a bázisunkon is alkalmazni. Kezdetben az őssejtkészletet a Földről hoznánk, de idővel, amikor az állatok tenyésztését a bázison elsajátítjuk, a sejteket közvetlenül tőlük vennénk. Azzal, hogy az űrhajósok számára olyan egészséges ételeket biztosítunk, amelyek a lehető legjobban hasonlítanak a Földön fogyasztottakhoz, gondoskodunk majd a fizikai és mentális egészségükről is.

Mivel bázisunk a Shackleton peremének azon a részén található, amely az "örök fény csúcsa", szinte folyamatos napsugárzás éri. Ennek eredményeképpen az idő nagy részében kizárólag napenergiával lesz képes fenntartani magát. Az energiatárolás azonban létfontosságú az olyan nagy igénybevételű műveletekhez, mint a víz elektrolízise vagy a fémek helyszíni finomítása, továbbá vannak még olyan éjszakák, amelyek akár hét földi napig is eltarthatnak. E problémák megoldására a bázis többféle energiatárolási megoldással is rendelkezik majd. Kezdetben könnyű lítiumion-akkumulátorokat és a Földről szállított napelemeket használnak majd, később pedig a helyszínen épített napelemekkel és folyékony fémakkumulátorokkal bővítik. Ha az akkumulátorok építése megvalósíthatatlannak bizonyul, akkor nagyméretű, sűrített regolitból készült lendkerekekkel lehet felszerelni, amelyeket spinstabilizált mágneses vonóerővel függesztenek fel (a légkör hiánya és az alacsony gravitáció miatt sokkal könnyebb működtetni őket, mint a Földön).

Az oxigént többféle folyamatból nyerik. A fotoszintézis terméke lesz a hidroponikus kertekben, valamint a fémoxidok elektrolízis útján történő finomításának mellékterméke. Víz elektrolíziséből is nyerhető, de oxidálószer nélkül a keletkező hidrogén üzemanyagként használhatatlan lenne. Mivel a szén korlátozott erőforrás a Holdon, megpróbálunk minél több CO2-t újrahasznosítani a fotoszintézis segítségével. Az inert gázok, mint például a nitrogén és az argon, nem mennek keresztül semmilyen reakción, így a végtelenségig felhasználhatók, feltéve, hogy nem történik szivárgás. A légzés során keletkező vízgőzt felfogjuk és visszavezetjük a vízkészletbe.
Vészhelyzet esetén az oxigéngyertyák gyors és megbízható légzőlevegő-forrást biztosíthatnak.

Magyarázza el, mi lenne a Holdtábor fő célja (például: kereskedelmi, tudományos és/vagy turisztikai célokra).

A bázisunkra küldött űrhajósok első csoportjai megpróbálnak megismerkedni a holdi környezettel és elvégezni a legszükségesebb tudományos kísérleteket. A kutatásban nagy szerepet kap majd az emberek és állatok hosszú távú holdi tartózkodásra való reakciójának tanulmányozása, valamint a mezőgazdasági technológia, a távközlés és az energiatermelés fejlesztése, amit később a Földön is fel lehet majd használni. A bázis remélhetőleg bolygóközi csomópontként is szolgál majd, amely képes lesz ellátni a Marsra induló hajókat élelemmel és üzemanyaggal. A jövőben pedig az alacsonyabb gravitáció miatt olcsóbb anyagforrást jelenthet a nagy űrlétesítmények és űrhajók építéséhez. A bázisunk rugalmassága lehetőséget ad arra is, hogy bővítsük a bázist, és eltérjünk eredeti céljaitól, több kereskedelmi lehetőségre, turizmusra vagy nagy kolóniák fejlesztésére összpontosítva.

Írja le a Holdon töltött napot a Holdtábor űrhajós legénységének.

Az űrbázisunk megtervezésekor arra jutottunk, hogy a leghatékonyabb munkarend az lenne, ha személyre szabnánk az egyes űrhajósok napi beosztását. Ez megkönnyíti a speciális feladatok elvégzését, és lehetővé teszi, hogy legalább 2 ember ébren maradjon, még kis létszámú legénység esetén is. Az egyes napokra vonatkozó terveket kezdetben a földi irányítóközpontból küldik majd el, és ahogy a bázis fejlődik, a legénység egyes tagjai lesznek felelősek azért, hogy ezeket elkészítsék a csoport többi tagja számára.

A nap elején, miután felkészültek a munkára, az űrhajósok megnézik a legfrissebb információkat a monitoron, amely egyúttal tájékoztatja őket az aktuális feladataikról, a szakterületükhöz igazodva. Egyesek feladata a kutatás, a kísérletek elvégzése, a laboratóriumi munka lesz, mások az állatok gondozásával és a növénytermesztéssel foglalkoznak, míg megint mások a bázis moduljainak munkáját ellenőrzik, az aktuális károkat javítják, és a roverek műszaki állapotát tartják fenn.

Miután átnézték a menetrendjüket, az űrhajósok a közösségi terembe mennek, hogy elfogyasszanak egy személyre szabott - mint minden más étkezést, reggelit.

Az űrhajósok ezután nekilátnak a rájuk bízott feladatoknak. Az első feladatok elvégzése után az űrhajósok az orvosi szobához kapcsolódó edzőterembe mennek, ahol bemutatják nekik az aktuális napra vonatkozó személyes edzéstervüket. Az edzés után az űrhajósok ismét a közös helyiségbe mennek, a második étkezésükre. Nagyon fontos lesz úgy megtervezni a napot, hogy az űrhajósok étkezési ideje a lehető legnagyobb mértékben fedje egymást, természetesen egyesek ebédelni, mások vacsorázni fognak. A lényeg azonban az, hogy biztosítsuk az emberi kapcsolatokat és a közösségi érzést az űrhajósok között.

Ebéd után, ha az aktuális helyzet megengedi, az űrhajósoknak szabadidejük van. Szórakozhatnak videojátékokkal, virtuális valósággal, könyvekkel vagy zenével. Felhívhatják a családjukat is, vagy eltölthetnek egy kis időt más űrhajósokkal vagy állatokkal. Ezután egy ideig, estig visszatérnek a feladataikhoz. A nap végén vacsorázni mennek, majd a hálószobájukba. Így néz ki egy átlagos, nyugodt nap a holdbázisunkon.



← Minden projekt